一种无人机集群多模态虚实交互仿真系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种无人机集群多模态虚实交互仿真系统及方法，其系统包括：交互模块、多架仿真无人机、与多架仿真无人机对应的多个无人机控制模块，无人机控制模块包括不可交互无人机控制模块以及与交互模块通信连接的可交互无人机控制模块；交互模块用于向可交互无人机控制模块发送飞行控制指令和/或模态控制指令；可交互无人机控制模块用于根据飞行控制指令控制与可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的飞行模态，和/或，根据模态控制指令控制与可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的飞行模态。本发明专利技术提高了对无人机控制模块控制的可靠性和冗余性；并且通过设置根据模态控制指令控制仿真无人机的飞行模态，提高了仿真的多样性。多样性。多样性。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机集群多模态虚实交互仿真系统及方法


[0001]本专利技术涉及无人机仿真
，具体涉及一种无人机集群多模态虚实交互仿真系统及方法。

技术介绍

[0002]无人机是现代科技发展的产物，在军事和民用领域都具有广阔的应用前景。在军事上，它可作为空中侦察平台和武器平台，通过携带不同的设备，执行侦察监视、对地攻击、电子干扰、通信中继、目标定位、攻击损伤有效评估等任务。无人机在民用方面也大有可为，它可用于气象探测、公路巡视、勘探测绘、水灾监视、电力线路查巡、森林火灾防救等。多个无人机协同运动时可以分散携带不同种类和数量的任务载荷和电子设备，完成单个无人机无法实现的通讯中继、高精度定位、对地攻击、多角度三维立体成像等任务，使其系统的综合效能和任务执行的冗余性能得到大幅提升。目前，多无人机协同作战的技术需要认真地进行研究，以实验、试验为基础，以仿真为辅助的研究工作需要不断地循环深化，以更好的适应未来作战需求。
[0003]传统的无人机集群仿真系统存在以下两个问题：1、只能实现地面控制站控制无人机飞行过程中的仿真，无法实现多种控制方式遥控无人机飞行过程的仿真，从而导致对无人机的操控出现错误，进而导致仿真出现错误。2、只能实现单一模态的仿真，例如：仅能实现无人机编队仿真等，无法在同一个仿真系统上实现多种类型的仿真。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种无人机集群多模态虚实交互仿真系统及系统，用以解决现有技术中存在的控制方式单一以及所能进行的仿真类型单一的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无人机集群多模态虚实交互仿真系统，包括：交互模块、多架仿真无人机以及与所述多架仿真无人机一一对应的多个无人机控制模块，所述多个无人机控制模块包括至少一个不可交互无人机控制模块以及与所述交互模块通信连接的至少一个可交互无人机控制模块；
[0006]所述交互模块用于向所述可交互无人机控制模块发送飞行控制指令和/或模态控制指令；
[0007]所述可交互无人机控制模块用于接收所述飞行控制指令和/或所述模态控制指令；
[0008]所述可交互无人机控制模块还用于根据所述飞行控制指令控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态，和/或，根据所述模态控制指令控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态。
[0009]在一些可能的实现方式中，所述可交互无人机控制模块包括目标模态获取单元、当前模态获取单元以及模态控制单元；
[0010]所述目标模态获取单元用于对所述模态控制指令进行解析，确定目标飞行模态；
[0011]所述当前模态获取单元用于获取与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的当前飞行模态；
[0012]所述模态控制单元用于当所述目标飞行模态与所述当前飞行模态不相同时，控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态切换为所述目标飞行模态。
[0013]在一些可能的实现方式中，所述飞行模态包括长机模态、僚机模态以及障碍物模态。
[0014]在一些可能的实现方式中，当所述仿真无人机的飞行模态为所述长机模态时，所述可交互无人机控制模块包括飞行控制指令解析单元、飞行状态监测单元以及任务分发单元；
[0015]所述控制指令解析单元用于对所述飞行控制指令进行解析，获得与所述可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的目标飞行路径；
[0016]所述飞行状态监测单元用于监测与所述可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的实时飞行状态；
[0017]所述任务分发单元用于根据所述目标飞行路径和所述实时飞行状态对所述不可交互无人机控制模块的飞行路径进行规划，生成规划路径，并将规划路径分发给所述不可交互无人机控制模块。
[0018]在一些可能的实现方式中，当所述仿真无人机的飞行模态为所述僚机模态时，所述交互模块还用于向所述可交互无人机控制模块发送扰动指令，与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机根据所述扰动指令进行飞行；所述无人机集群多模态虚实交互仿真系统还包括集群监测模块以及集群分析模块；
[0019]所述集群监测模块用于在所述交互模块向所述可交互无人机控制模块发送扰动指令后，监测所述多架仿真无人机的实时编队信息；
[0020]所述集群分析模块用于根据所述实时编队信息和预设的目标编队信息验证所述多架仿真无人机的编队抗干扰性能。
[0021]在一些可能的实现方式中，当所述仿真无人机的飞行模态为所述障碍物模态时，所述交互模块还用于向所述可交互无人机控制模块发送机动指令，与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机根据所述机动指令进行飞行；所述无人机集群多模态虚实交互仿真系统还包括第一路径确定模块、第二路径确定模块以及避碰验证模块；
[0022]所述第一路径确定模块用于在所述交互模块向所述可交互无人机控制模块发送机动指令后，确定与所述不可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的实时飞行路径；
[0023]所述第二路径确定模块用于确定在所述机动指令控制下的与所述可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的机动飞行路径；
[0024]所述避碰验证模块用于根据所述实时飞行路径和所述机动飞行路径验证所述多架仿真无人机的避碰性能。
[0025]在一些可能的实现方式中，所述可交互无人机控制模块包括可交互上位机和可交互自驾仪。
[0026]在一些可能的实现方式中，所述无人机集群多模态虚实交互仿真系统还包括环境场景模块，所述环境场景模块用于向所述仿真无人机添加环境干扰。
[0027]在一些可能的实现方式中，所述交互模块为遥控手柄、体感传感器、键盘鼠标输入模块、触屏输入模块、蓝牙输入模块、语音输入模块等中的任意一种。
[0028]另一专利技术，本专利技术还提供了一种无人机集群多模态虚实交互仿真方法，适用于上述任意一种实现方式中所述的无人机集群多模态虚实交互仿真系统，所述无人机集群多模态虚实交互仿真方法包括：
[0029]通过交互模块向可交互无人机控制模块发送飞行控制指令和/或模态控制指令；
[0030]可交互无人机控制模块接收所述飞行控制指令和/或所述模态控制指令；
[0031]可交互无人机控制模块根据所述飞行控制指令控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态，和/或，根据所述模态控制指令控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态。
[0032]采用上述实施例的有益效果是：本专利技术提供的无人机集群多模态虚实交互仿真系统，通过增加交互模块，并通过交互模块向可交互无人机控制模块发送飞行控制指令和/或模态控制指令，为无人机控制模块的控制提供了处地面站之外的另外一种控制方式，增加了控制方式的多样性，从而可提高对无人机控制模块控制的可靠性和冗余性。进一步地，本专利技术通过设置交互模块可向交互无人机控制模块发送模态控制指令，可交互无人机控制模块根据模态控制指令控制与可交互无人机控制模块对应的仿真无本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机集群多模态虚实交互仿真系统，其特征在于，包括：交互模块、多架仿真无人机以及与所述多架仿真无人机一一对应的多个无人机控制模块，所述多个无人机控制模块包括至少一个不可交互无人机控制模块以及与所述交互模块通信连接的至少一个可交互无人机控制模块；所述交互模块用于向所述可交互无人机控制模块发送飞行控制指令和/或模态控制指令；所述可交互无人机控制模块用于接收所述飞行控制指令和/或所述模态控制指令；所述可交互无人机控制模块还用于根据所述飞行控制指令控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态，和/或，根据所述模态控制指令控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态。2.根据权利要求1所述的无人机集群多模态虚实交互仿真系统，其特征在于，所述可交互无人机控制模块包括目标模态获取单元、当前模态获取单元以及模态控制单元；所述目标模态获取单元用于对所述模态控制指令进行解析，确定目标飞行模态；所述当前模态获取单元用于获取与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的当前飞行模态；所述模态控制单元用于当所述目标飞行模态与所述当前飞行模态不相同时，控制与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机的飞行模态切换为所述目标飞行模态。3.根据权利要求1或2所述的无人机集群多模态虚实交互仿真系统，其特征在于，所述飞行模态包括长机模态、僚机模态以及障碍物模态。4.根据权利要求3所述的无人机集群多模态虚实交互仿真系统，其特征在于，当所述仿真无人机的飞行模态为所述长机模态时，所述可交互无人机控制模块包括飞行控制指令解析单元、飞行状态监测单元以及任务分发单元；所述控制指令解析单元用于对所述飞行控制指令进行解析，获得与所述可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的目标飞行路径；所述飞行状态监测单元用于监测与所述可交互无人机控制模块对应的仿真无人机的实时飞行状态；所述任务分发单元用于根据所述目标飞行路径和所述实时飞行状态对所述不可交互无人机控制模块的飞行路径进行规划，生成规划路径，并将规划路径分发给所述不可交互无人机控制模块。5.根据权利要求3所述的无人机集群多模态虚实交互仿真系统，其特征在于，当所述仿真无人机的飞行模态为所述僚机模态时，所述交互模块还用于向所述可交互无人机控制模块发送扰动指令，与所述可交互无人机控制模块对应的所述仿真无人机根据所述扰...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥科，赵述龙，陈浩，李慧铭，张梦鸽，王齐鹏，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：